石墨烯模板法约束氧化钛纳米晶体生长及其有机物降解特性

项目名称： 石墨烯模板法约束氧化钛纳米晶体生长及其有机物降解特性

项目编号： No.51202052

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无机非金属材料学科

项目作者： 周琪

作者单位： 合肥工业大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目拟采用Hummers法、热还原法制备功能化石墨烯，并结合水热法、溶剂热法合成石墨烯/ TiO2纳米晶复合材料，研究其光催化降解水中有机污染物特性。在不同溶剂体系、钛源、酸碱度、温度等反应条件下，研究不同功能化石墨烯材料表面生长TiO2纳米晶的结构与形貌，通过SEM、HRTEM、XRD、Raman Spectra等表征石墨烯/TiO2纳米晶产物，重点研究石墨烯对TiO2纳米晶体生长的约束作用，实现石墨烯/TiO2纳米晶体的可控生长。 研究TiO2纳米晶体的晶型、晶粒大小、负载量等对光催化性能的影响，选择光催化效果较好的体系应用于含氯有机污染物的光催化降解，建立相应的催化降解模型。明确石墨烯/ TiO2纳米晶体的结构与光催化降解性能之间的构效关系，阐明复合物光催化降解有机污染物的反应机理，为发展一种高效光催化降解有机污染物的石墨烯/金属氧化物纳米结构复合物体系提供理论基础依据。

中文关键词： 石墨烯；模板；氧化钛；光催化；有机污染物

英文摘要： The project intends to firstly prepare the functionalized graphene by using Hummers method and then thermal reduction reaction. Secondly, through the hydrothermal method and even solvothermal synthesis process, controllable synthesis of graphene/TiO2 nanocrystalline composite materials will be achieved in order to systematically investigate the photocatalytic degradation properties of organic pollutants in water. We plan to research the structure and morphology of TiO2 nanoparticles grown on different functionalized graphene materials template substrate using series of experimental conditions, including the solvent systems, the titanium source, pH value of the solvent and the hydrothermal reaction temperature. SEM, HRTEM, XRD and the Raman Spectra will be adopted for the characterization of the as-prepared graphene/TiO2 nanocrystalline composite products. We will focus on the constrain effect of the graphene on TiO2 nanocrystal growth process, and finally we will realize the controlled growth of TiO2 nanocrystals The influence of the crystal type, grain size, loading quantity on the photocatalytic activity of TiO2 nanocrystals will be studied in this project. And then Select the better photocatalytic composites will be used in the photocatalytic degradation of chlorinated organic pollutants and to establish the

英文关键词： graphene；template；TiO2；photocatalytic；organic pollutants